다르시-바이스바흐 공식으로 배관 마찰 수두 손실을 계산합니다. 난류 마찰계수(스와미-재인), 레이놀즈 수, 흐름 유형 판별 포함.
Darcy–Weisbach 방정식은 임의의 비압축성 유체와 모든 레이놀즈 수 영역에 적용되는 배관 마찰 압력 손실의 범용 공식입니다. 이 계산기는 관 길이, 직경, 평균 유속, 밀도, 다시 마찰 계수 f로부터 ΔP를 반환하며, 난류 영역에는 Swamee–Jain 명시적 상관식, 층류 영역에는 64/Re를 사용해 f를 자동 계산합니다.
ΔP = f × (L/D) × (ρv²/2), 여기서 f는 무차원 다시 마찰 계수, L은 관 길이(m), D는 수력 직경(m), ρ는 유체 밀도(kg/m³), v는 평균 유속(m/s)입니다. 패닝 마찰 계수는 f_D / 4이며 혼동하지 마십시오. 층류: f = 64 / Re. 난류: 참조 공식은 Colebrook 음함수식이지만, Swamee–Jain 명시적 공식이 1% 이내 오차로 훨씬 계산이 편리합니다: 1/√f = −2 × log₁₀(ε / 3.7D + 5.74 / Re^0.9). 조도 ε(mm): 인발 강관 0.0015, 상업용 강관 0.046, 주철관 0.15, 아연도금관 0.26. 무디 선도는 동일 관계를 그래프로 나타낸 것입니다.
200 m 냉각수 주관(DN150 상업용 강관, 250 m³/h)을 설계하는 설비 엔지니어가 Re = 1.2 × 10⁶, f = 0.018, ΔP = 1.6 bar를 계산하고 그에 맞는 펌프 양정 예산을 수립합니다.
50 m, 25 mm 강관에 5 m³/min의 공기를 공급하는 공압 설계자가 등가 ΔP를 계산하여 말단 압력이 공구 요구 6 bar를 유지하도록 0.5 bar 이내임을 확인합니다.
80 °C 고점도 원유 단거리 증류 공급 배관을 검토하는 배관 엔지니어가 Re를 계산하니 1,800으로 층류 공식을 적용하고, 실제 ΔP가 현장 게이지 읽음값과 5% 이내로 일치함을 확인합니다.
패닝 계수 f_F = f_D / 4입니다. 둘 다 무차원입니다. 미국 배관 교재는 패닝을, SI 중심 교재는 다시를 주로 사용합니다. 공식에 대입하기 전에 어느 계수를 요구하는지 반드시 확인하십시오.
Hagen–Poiseuille(층류에 대한 Darcy–Weisbach의 특수 형태)는 Re < 2,300에서 적용되며, ΔP = (128 × μ × L × Q) / (π × D⁴)로 밀도가 아닌 점도에 의존합니다.
층류에서는 점성 저층이 벽면 돌기를 완전히 덮어 조도가 마찰 계수에 영향을 주지 않습니다. 난류에서는 와류가 돌기에 부딪혀 마찰 계수가 상대 조도 ε/D에 의존하게 됩니다.